Modelagem e análise numérica da operação de torneamento de um ferro fundido cinzento no software AdvantEdge®.

Abstract

Estudos de formação de cavaco de um determinado processo, a fim de se obter os melhores parâmetros de corte, são de custos elevados além de demandar muito tempo para serem realizados. Nesse cenário, uma alternativa é a simulação numérica. No entanto, para a realização desse estudo para qualquer processo de fabricação é necessário o entendimento de muitas variáveis envolvidas no processo de corte. Dessa forma, essa pesquisa se realizou a partir de uma concisa revisão bibliográfica que esclareceu conceitos atrelados a propriedades dos ferros fundidos, torneamento e simulação de torneamento. Esse trabalho teve como objetivo modelar numericamente, pelo do método dos elementos finitos, o processo de torneamento, por meio de um corte ortogonal, um Grey Iron ASTM A48 Class 30, disponível no software AdvantEdge®, a partir dos seguintes parâmetros de corte: velocidade de corte (vc) 240, 360 e 480 m/min, avanço (f) de 0,25 e 0,50 mm/rev e ferramentas de corte com e sem quebra-cavaco. As simulações foram realizadas no programa comercial AdvantEdge ® considerando os efeitos térmicos do processo originados a partir da deformação do material e do atrito existente entre a peça-cavaco-ferramenta. Os resultados obtidos numericamente foram comparados aos resultados experimentais de Reis (2021). Os resultados da temperatura do cavaco simulada foram distintos das temperaturas experimentas, ao nível de 5% de significância, no entanto, essa diferença foi em média 10,7%, fato que permitiu validar os resultados desse modelo. As menores temperaturas encontradas na modelagem numérica foram justificadas à luz da menor tensão limite de resistência do Grey Iron ASTM A48 Class 30 em relação aos corpos de prova estudados por Reis (2021). De maneira geral, as maiores temperaturas do cavaco foram encontradas para os maiores valores de vc, f e ferramenta sem quebra-cavaco. Por fim, os resultados numéricos para a força de corte apresentaram erro médio de cerca de 20%, o que invalidou o modelo proposto.